题目内容

如图所示,间距为L的光滑M、N金属轨道水平平行放置,ab是电阻为R0的金属棒,可紧贴导轨滑动,导轨右侧连接水平放置的平行板电容器,板间距为d,板长也为L,导轨左侧接阻值为R的定值电阻,其它电阻忽略不计.轨道处的磁场方向垂直轨道平面向下,电容器处的磁场垂直纸面向里,磁感应强度均为B.当ab以速度v0向右匀速运动时,一带电量大小为q的颗粒以某一速度从紧贴A板左侧平行于A板进入电容器内,恰好做匀速圆周运动,并刚好从C板右侧边缘离开.求:

(1)AC两板间的电压U;
(2)带电颗粒的质量m;
(3)带电颗粒的速度大小v.

(1)(2)(3)

解析试题分析:(1)由法拉第电磁磁感应定律,ab棒的电动势为:(2分)
设AC间的电压为U,由闭合电路欧姆定律,得:(2分),又U=IR(2分)
解得:(2分)
(2)带电颗粒做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡有:(2分)
解得: (2分)
(3)颗粒做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:
(2分)
颗粒运动轨迹如图所示,由几何关系可得:

(2分)
解得: (2分)
考点:法拉第电磁磁感应定律,带电粒子在复合场中的运动,牛顿第二定律

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